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코발트(cobalt)

작성일 2010-08-24

원소기호 Co. 원자번호 27, 원자량 58.9332, 지각 중의 존재도 25ppm(29위), 안정핵종존재비 =100%, 녹는점 1,494℃, 끓는점 (약) 3,100℃, 비중 8.9(20℃), 전자배치[Ar] 3 4, 주요 산화수 2, 3.

주기율표 8족(철족)에 속하는 금속원료. 코발트를 함유하는 광물은 도자기나 유리 등에 푸른 빛을 들게 한다는 것이 일찍부터 알려져 이미 고대 이집트에서 사용되었다.

1735년경 스웨덴의 G. 브란트는 이 광물에서 원소를 끄집어내고 코발트라고 명명했다.

코발트는 니켈과 함께 산출되는 경우가 많다.

주된 코발트 광물은 비코발트석(Co), 휘코발트석((Co, Fe)AsS), 스쿠테루다이트((Co, Ni)) 등이며, 주산지는 아프리카의 자이르이다.

〔성질〕철이나 니켈과 비슷한 은백색의 금속으로 실온에서는 표면이 녹슬 뿐이며 오랫동안 안정하고, 백열(白熱)하면 연소해 산화코발트가 된다.

할로겐·붕소·황·인·비소·규소 등의 원소와 함께 가열하면 가끔 발화하면서 반응한다.

수소·질소와는 반응하지 않는다. 산에서는 수소를 발생하며 서서히 녹고, 산화력이 있는 산에는 잘 녹아 함께 코발트(II)염을 생성하지만 진한 질산에 대해서는 철과 마찬가지로 부동상태가 된다.

수산화알칼리 용액에는 녹지 않으나, 암모니아수에는 특히 공기 또는 산화제가 공존하면 착염(錯鹽)을 만들면서 녹는다.

화합물에서의 코발트의 산화수는 -1에서 5까지인데, 단순한 염에서는 2가 가장 안정하고 착염에서는 3도 안정하다.

코발트(II)염의 수화물(水和物)이나 수용액은 [Co]으로 담홍색이 대부분인데, 무수물은 색이 다르고 수용액을 가열하면 변색한다.

예컨대 염화물인 경우 청색이 되는 성질은 실리카겔 건조제의 물의 성분을 지시하는 데 사용된다.

코발트(Ⅲ)화합물 가운데 단순한 염은 불안정 코발트(II)로 환원되기 쉬우나, 착물(錯物)은 일반적으로 매우 안정하므로 착염화학의 기초가 된다.

보통의 코발트 (형)는 육방(六方)밀집격자이고, 산화물을 수소로 환원한 분상(粉狀) 금속(형)은 고온안정형이며 면심(面心)입방격자(전이점 388℃)이다.

모스 굳기는 5.6, 전성(展性)·연성(延性)은 철과 같은 정도이며 강자성(彈磁性)이고 퀴리 온도는 1,180℃이다.

〔용도〕합금으로서 중요한 용도가 많다. 고속으로 절삭할 수 있는 고속도강(高速度鋼), 주조한 것만으로 사용할 수 있는 경질(硬質) 공구용 합금(스텔라이트 등), 코발트와 탄화형텅스텐과 같은 경질의 탄화물의 소결(燒結)로 이루어지는 소결탄화물 합금(텅갈로이 등), 영구자석 재료 등으로 사용된다.

코발트 합금은 고온에서의 내산화성·내식성 등이 뛰어나므로 가스터빈 등의 재료로서 그 용도가 증대하고 있다.

그 밖에 화합물은 도자기·유리 등의 착색안료, 도금의 원료, 니스의 건조제 등에 사용된다.

〔방사성 코발트〕 코발트에는 10개의 방사성 동위원소가 있는데, 모두 인공적으로 만들어진다.

그 대표적인 코발트 60()은 천연의 비방사성인 에 중성자를 조사해 만든 것으로, 526년의 반감기로 붕괴해 i이 되고, 이어 에너지가 높은 2줄기의 선을 방출한다.

반감기가 적당히 긴 점, 투과성이 높은 선을 방출하는 점 등으로 인해 여러 가지 조사선원(照射線源)으로 이용된다.

원자력 발전 등 원자로의 운전에 의해 생성되는 노내 부식생성물 중의 코발트는 중성자를 받아 이 된다.

대부분이 정화 장치에 의해 포착되지만 때로는 극소량이 환경 속에 방출된다.

폐수 속의 의 허용농도는 1당 30pCi(피코퀴리)이다.

〔생체와 코발트〕 코발트는 비타민 의 성분으로, 생체에 필수적인 미량원소의 하나이다.

동물이나 고등식물은 비타민 를 합성할 수 없으므로, 토양미생물 등이 토양 속의 코발트를 사용해 합성한 것을 섭취한다.

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